天文學家使用哈伯太空望遠鏡觀測M87星系中超大質量黑洞的噴流時，意外發現新星爆發（novae）在噴流方向上似乎較為頻繁。雖然這些新星並未被捲入噴流，但它們處於噴流附近的危險地帶。這一發現令研究人員感到困惑，顯示我們對黑洞噴流與其周圍環境的相互作用仍有未解之處。這道噴流是由一個質量為65億倍太陽質量的黑洞發射，長達三千光年，並以接近光速穿越空間。任何被捲入噴流中的物體都將被摧毀。
新星爆發發生於雙星系統中，當一顆老化膨脹的恆星將氫轉移至白矮星伴星時，氫在白矮星表面累積至臨界點，最終引發如同核彈般的爆炸。然而，白矮星不會因此毀滅，它會拋棄表面物質，並繼續從伴星吸取燃料，進入下一輪爆發迴圈。新星爆發在宇宙中十分普遍，M87星系每天都有一顆新星爆發。宇宙中至少有一千億個星系，這意味著每秒鐘全宇宙中約有100萬顆新星爆發。特別的是，根據哈伯望遠鏡的資料，M87靠近噴流的區域，新星爆發次數是其他區域的兩倍。
圖說：新星爆發發在M87星系中超大質量黑洞的噴流附近的藝術想像圖。Credits:NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
1990年哈伯望遠鏡發射不久，天文學家在探測M87中心的超大質量黑洞時，注意到該黑洞周圍發生了一些不尋常的現象。幾乎每次觀測時，哈伯都會捕捉到「瞬變事件」，就像記者會中相機的閃光燈一樣頻繁，這可能是新星爆發的現象。透過哈伯的新一代廣角相機，天文學家在九個月內收集了大量證據，顯示M87噴流附近有新星產生。這項觀測的挑戰在於需要每五天精確地重新觀測一次M87，以捕捉新的新星爆發。將所有的資料累積起來，哈伯拍攝到了M87有史以來最深的影像，並發現了該星系三分之一範圍內的94顆新星。
圖說：哈伯拍攝的M87星系最深影像，一條長達三千光年的噴流由星系中心的超大質量黑洞發射。Credits: NASA, ESA, Alec Lessing (Stanford University), Edward Baltz (Stanford University), Mike Shara (AMNH), Joseph DePasquale (STScI)
圖說：哈伯望遠鏡發現靠近噴流的新星爆發數（紅色圈處）量是星系其他區域的兩倍。
當研究團隊將所有已知的新星標記在M87的影像上後，立即看出噴流附近的新星數量遠超其他區域。研究團隊推測，噴流可能對附近的恆星系統產生了某種影響，或許是噴流的光壓推動了氫氣向白矮星集中，從而加速了新星的爆發頻率。研究成果已發表在《The Astrophysical Journal》上（Lessing et al. 2024）。（編譯 / 段皓元）
資料來源：HST
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